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偏微分方程式

複素解析関数を構築する

軸の実部と虚部の値から始めて,複素解析関数を構築する.実部と虚部であるuvは,コーシー・リーマン(CauchyRiemann)方程式を満たす.

In[1]:=
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creqns = {D[u[x, y], x] == D[v[x, y], y], D[v[x, y], x] == -D[u[x, y], y]};

軸上のuvの値を与える.

In[2]:=
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xvals = {u[x, 0] == x^3, v[x, 0] == 0};

コーシー・リーマン方程式を解く.

In[3]:=
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sol = DSolve[{creqns, xvals}, {u, v}, {x, y}]
Out[3]=

解が調和関数であることを確かめる.

In[4]:=
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Laplacian[{u[x, y], v[x, y]} /. sol[[1]], {x, y}]
Out[4]=

解によって生成された流線と等位を可視化する.

In[5]:=
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ContourPlot[{u[x, y], v[x, y]} /. sol[[1]], {x, -5, 5}, {y, -5, 5}, ContourStyle -> {Red, Blue}]
Out[5]=

解から複素解析関数を構築する.

In[6]:=
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f[x_, y_] = u[x, y] + I v[x, y] /. sol[[1]]
Out[6]=

以下は関数 を表す.

In[7]:=
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(f[x, y] // Factor) /. {x + I y -> z}
Out[7]=

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